Processing math: 12%
Akademisyenler öncülüğünde matematik/fizik/bilgisayar bilimleri soru cevap platformu
4 beğenilme 0 beğenilmeme
863 kez görüntülendi

S1,S2,,Sm kumeleri  {1,2,,n} kumesinin her ij icin |SiSj|=1  sartini saglayan alt kumeleri olsun. mn oldugunu ispatlayiniz.

Lisans Matematik kategorisinde (25.6k puan) tarafından  | 863 kez görüntülendi

1 cevap

4 beğenilme 0 beğenilmeme
En İyi Cevap
\def\RR{\mathbb{R}}
Buyuk ihtimalle daha guzel bir cozum vardir. Ben saatlerdir ugrasiyorum, sonunda cozdum ama cok memnun degilim cunku liselilerin anlayabilecegi bir cozum olmadi. Bir de S_i'lerin birbirinden farkli olmasini istiyorsun, yoksa \{1 \} kumesini istedigim kadar tekrar ederim.

Once cozumun adimlarini yaziyim, sonra teker teker her adim hakkinda konusayim.

Adim 1: Her S_i icin \RR^n'de bir vektor tanimla.
Adim 2: Bu vektorlerin dogrusal bagimsiz oldugunu goster.

Adim 1: Her S \subset \{ 1, \ldots, n\} icin, s = (s_1, \ldots, s_n) \in \RR^n vektorunu soyle tanimlayalim:  Eger i \in S ise s_i = 1 olsun. Aksi taktirde s_i = 0 olsun. Ornegin, \{ 1, 2\} altkumesi (1, 1, 0, \ldots, 0) vektoruyle ve \{1 , 3\} altkumesi (1, 0 , 1, 0, \ldots, 0) vektoruyle eslensin. 

Simdi elimizde S, T altkumeleri olsun. Bunlara karsilik gelen s, t vektorlerine, daha dogrusu bunlarin ic carpimlarina bakalim:
s \cdot t = s_1t_1 + \ldots +s_nt_n Simdi bizim kosullarimiz altinda, i \in S \cap T \iff s_i = t_i = 1 \iff s_it_i =1 ve i \notin S \cap T \iff s_i t_i = 0
O halde, s \cdot t = |S \cap T|
Ote yandan, s \cdot s = |S|
Simdi, soruya geri donelim. Elimizde S_1, \ldots, S_m kumeleri var. Bunlar bize s_1, \ldots, s_m \in \RR^n vektorlerini veriyor. Bu vektorlerin ozelligi s_i \cdot s_j = 1 olmasi, eger i \neq j ise.

Adim 2: Bu adimda \{ s_1, \ldots , s_m\} kumesinin dogrusal bagimsiz oldugunu gosterecegiz. Yazmasi daha kolay olsun diye |S_i| yerine a_i yazacagim. c_1 s_1 + \ldots + c_m s_m = 0 olsun. Bu esitligin iki taraftan s_i ile ic carpimini alalim:
0 = s_i \cdot ( c_1 s_1 + \ldots + c_ns_n ) = c_1 + \ldots + a_i c_i + \ldots c_m Bunu her s_i icin yaparsak elimizde m bilinmeyenli m denklem var. (Hatirlayalim, amacimiz c_i'lerin sifir olmak zorunda oldugunu gostermek.) Bu denklem sistemini matris esitligine donusturelim.

\begin{bmatrix} a_1 & 1 & \ldots & 1 \\ 1 & a_2 & \ldots & 1 \\ \vdots & \vdots & \vdots &\vdots \\ 1 & 1 & \ldots & a_m\end{bmatrix} \begin{bmatrix} c_1 \\ \vdots \\ \vdots \\ c_m\end{bmatrix} = 0 Simdi amacimiz bu denklemin tek cozumu oldugunu gostermek, yani m\times m matrisimizin tersinin oldugunu gostermemiz soruyu bitirecek. Bunun icin de sunu yaptim:
\begin{bmatrix} a_1 & 1 & \ldots & 1 \\ 1 & a_2 & \ldots & 1 \\ \vdots & \vdots & \vdots &\vdots \\ 1 & 1 & \ldots & a_m\end{bmatrix} \rightarrow \begin{bmatrix} a_1 & 1 & \ldots & 1 \\ 0 & a_2a_1 - 1 & \ldots & a_1 - 1 \\ \vdots & \vdots & \vdots &\vdots \\ 0 & a_1 - 1 & \ldots & a_ma_1 - 1\end{bmatrix} Simdi tumevarimla isi bitirebilirim. 
Kucuk bir sey soylemek lazim: Tumevarim kullanmam icin ikinci matristeki (m-1) \times (m-1)'lik altmatrisin kosegenindeki girdilerin sifirdan farkli oldugunu soylemem lazim. Ama bunu yapabilirim. Cunku a_i'lerin en fazla bir tanesi disinda hepsi 2 ya da daha buyuk olmali. Eger bunlardan bi tanesi 1 ise, onu a_1 olarak dusuneyim. O zaman a_1a_i - 1 sifirdan buyuk olacak i \neq 1 icin. Bu da tumevarim kullanabilecegimizi soyluyor.
(2.5k puan) tarafından 
tarafından seçilmiş

Bu hos cozum bence, dusundugum buna benzerdi. 

Bence de cok hos! Ama baska turlu cozulemez mi?

Dusunmek lazim ama boyle m \leq n'li sorular da direk lineer cebir geliyor insanin aklina. Yani baska bir yontem varsa da cok karisik olurmus gibi geliyor isin acikcasi. (benzer olmamak sartiyla tabi).

İbadullah güzel bir soru ve cevabı olmuş.

20,333 soru
21,889 cevap
73,624 yorum
3,099,744 kullanıcı